(57)【要約】【課題】  速度を高めることができ、誘導子と電機子との位置設定を容易に行え、しかもコギング力を小さくできるリニアモータを提供する。【解決手段】  電機子巻線が巻装されない非巻装極柱２３と非巻装極柱２３に接続される非巻装磁極面形成部２５とを備える非巻装磁極部４１と、電機子巻線１６Ａ〜１６Ｆが巻装される巻装極柱３９と巻装極柱３９に接続される巻装磁極面形成部２７とを備える巻装磁極部４３とを交互に並べて複数の磁極部を構成する。非巻装磁極面形成部２５及び巻装磁極面形成部２７が並ぶ方向の非巻装磁極面形成部２５の幅寸法を非巻装極柱２３の幅寸法より大きくする。非巻装磁極面形成部２５及び巻装磁極面形成部２７が並ぶ方向の巻装磁極面形成部２７の幅寸法を巻装極柱３９の幅寸法より大きくする。隣接する非巻装磁極面形成部２５と巻装磁極面形成部２７を相互に結合する。永久磁石３７を非巻装磁極面形成部２５及び巻装磁極面形成部２７内にそれぞれ一つずつ配置する。【選択図】  図１
2006311687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のピッチτｐを持って並んだ複数の歯部からなる歯部列を有する誘導子と、
前記複数の歯部が並ぶ方向に延びるヨークと、前記ヨークに沿って所定の間隔を開けて配置されて前記ヨークに接続された複数の極柱と前記複数の極柱の端部にそれぞれ接続されて前記誘導子の歯部列と対向する複数の磁極面形成部とをそれぞれ備える複数の磁極部と、前記複数の磁極面形成部をそれぞれ励磁する複数の電機子巻線と、前記複数の磁極面形成部内に配置されて前記磁極面形成部を通る磁束の磁路を変更する１以上の永久磁石とを有する電機子とを備え、
前記誘導子及び前記電機子の一方が可動子となり、他方が固定子となるリニアモータであって、
前記複数の極柱には一つおきに前記電機子巻線が巻装されており、
前記複数の磁極面形成部が並ぶ方向の前記磁極面形成部の幅寸法は、前記複数の磁極面形成部が並ぶ方向の前記極柱の幅寸法より大きくなっており、
前記複数の磁極面形成部の隣接する前記磁極面形成部は相互に結合されており、
前記複数の磁極面形成部の中央部内には、前記複数の磁極面形成部が並ぶ方向に着磁された１つの前記永久磁石がそれぞれ配置されており、
前記永久磁石は、隣り合う二つの前記磁極面形成部内にそれぞれ配置された二つの前記永久磁石の着磁方向が逆になるように所定のピッチτｍを持って並んでいることを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】
所定のピッチτｐを持って並んだ複数の歯部からなる歯部列を有する誘導子と、
前記複数の歯部が並ぶ方向に延びるヨークと、前記ヨークに沿って所定の間隔を開けて配置されて前記ヨークに接続された複数の極柱と前記複数の極柱の端部にそれぞれ接続されて前記誘導子の歯部列と対向する複数の磁極面形成部とをそれぞれ備える複数の磁極部と、前記複数の磁極面形成部をそれぞれ励磁する複数の電機子巻線と、前記複数の磁極面形成部内に配置されて前記磁極面形成部を通る磁束の磁路を変更する１以上の永久磁石とを有する電機子とを備え、
前記誘導子及び前記電機子の一方が可動子となり、他方が固定子となるリニアモータであって、
前記複数の磁極部は、前記電機子巻線が巻装されない非巻装極柱と前記非巻装極柱に接続される非巻装磁極面形成部とを備える非巻装磁極部と、前記電機子巻線が巻装される巻装極柱と前記巻装極柱に接続される巻装磁極面形成部とを備える巻装磁極部とが交互に並んで構成されており、
前記複数の磁極面形成部が並ぶ方向の前記非巻装磁極面形成部の幅寸法は、前記複数の磁極面形成部が並ぶ方向の前記非巻装極柱の幅寸法より大きくなっており、
前記複数の磁極面形成部が並ぶ方向の前記巻装磁極面形成部の幅寸法は、前記複数の磁極面形成部が並ぶ方向の前記巻装極柱の幅寸法より大きくなっており、
隣接する前記非巻装磁極面形成部と前記巻装磁極面形成部は相互に結合されており、
前記複数の非巻装磁極面形成部及び前記複数の巻装磁極面形成部のそれぞれの中央部内には、前記複数の磁極面形成部が並ぶ方向に着磁された１つの前記永久磁石がそれぞれ配置されており、
前記永久磁石は、隣り合う前記非巻装磁極面形成部と前記巻装磁極面形成部との内部にそれぞれ配置された二つの前記永久磁石の着磁方向が逆になるように所定のピッチτｍを持って並んでいることを特徴とするリニアモータ。
【請求項３】
前記ピッチτｐと前記ピッチτｍとは、τｍ＝τｐ×（６ｎ±１）／（６ｎ）（ｎは自然数）の関係を有している請求項１または２に記載のリニアモータ。
【請求項４】
前記複数の電機子巻線の個数は、Ｎ相×Ｍ（Ｎは２以上の整数、Ｍは１以上の整数）からなる請求項１または２に記載のリニアモータ。
【請求項５】
前記電機子は、電機子ユニットと複数の巻装部材とを有しており、
前記電機子ユニットは、前記ヨークと、前記非巻装極柱と前記非巻装磁極面形成部と前記巻装磁極面形成部とが一体になって構成されており、
前記巻装部材は、前記巻装極柱と前記巻装極柱に巻装された前記電機子巻線とを有しており、
前記巻装部材は、前記ヨークと前記巻装磁極面形成部とに嵌合されて前記電機子ユニットに取付けられていることを特徴とする請求項２に記載のリニアモータ。
【請求項６】
前記電機子巻線と前記非巻装磁極面形成部と前記巻装磁極面形成部との間には、間隙がそれぞれ形成されており、
前記間隙内と前記非巻装磁極面形成部の表面と前記巻装磁極面形成部の表面とには、前記電機子巻線を冷却する冷却管がつづら折りの状態で配置されており、
前記間隙及び前記冷却管は、前記冷却管を前記電機子ユニットに取付けた後に前記複数の巻装部材を前記電機子ユニットに取付ることができる形状及び寸法を有していることを特徴とする請求項５に記載のリニアモータ。
【請求項７】
前記誘導子の前記歯部列は、スキューしていることを特徴とする請求項５に記載のリニアモータ。
【請求項８】
前記巻装部材の前記電機子巻線が巻装される方向の長手方向の長さ寸法は、前記非巻装極柱の前記電機子巻線と隣接する部分の長さ寸法より短いことを特徴とする請求項５に記載のリニアモータ。
【請求項９】
所定のピッチτｐを持って並んだ複数の歯部からなる歯部列をそれぞれ有する一対の誘導子と、
前記１対の誘導子の対向する方向に延びる複数の極柱と該複数の前記極柱の両端部に接続されて前記１対の誘導子の歯部列とそれぞれ対向する複数の一対の磁極面形成部とをそれぞれ備える複数の磁極部と、前記複数の一対の磁極面形成部をそれぞれ励磁する複数の電機子巻線と、前記複数の一対の磁極面形成部内にそれぞれ配置されて前記磁極面形成部を通る磁束の磁路を変更する１以上の永久磁石とを有する電機子とを備え、
前記誘導子及び前記電機子の一方が可動子となり、他方が固定子となるリニアモータであって、
前記複数の極柱には一つおきに前記電機子巻線が巻装されており、
前記複数の一対の磁極面形成部が並ぶ方向の前記磁極面形成部の幅寸法は、前記複数の磁極面形成部が並ぶ方向の前記極柱の幅寸法より大きくなっており、
前記複数の一対の磁極面形成部の一方の複数の磁極面形成部の隣接する前記磁極面形成部は相互に結合されており、
前記複数の一対の磁極面形成部の他方の複数の磁極面形成部の隣接する前記磁極面形成部は相互に結合されており、
前記複数の一対の磁極面形成部の中央部内には、前記複数の一対の磁極面形成部が並ぶ方向に着磁された１つの前記永久磁石がそれぞれ配置されており、
前記永久磁石は、隣り合う二つの前記磁極面形成部内にそれぞれ配置された二つの前記永久磁石の着磁方向が逆になるように所定のピッチτｍを持って並んでいることを特徴とするリニアモータ。
【請求項１０】
所定のピッチτｐを持って並んだ複数の歯部からなる歯部列をそれぞれ有する一対の誘導子と、
前記１対の誘導子の対向する方向に延びる複数の極柱と該複数の前記極柱の両端部に接続されて前記１対の誘導子の歯部列とそれぞれ対向する複数の一対の磁極面形成部とをそれぞれ備える複数の磁極部と、前記複数の一対の磁極面形成部をそれぞれ励磁する複数の電機子巻線と、前記複数の一対の磁極面形成部内にそれぞれ配置されて前記磁極面形成部を通る磁束の磁路を変更する１以上の永久磁石とを有する電機子とを備え、
前記誘導子及び前記電機子の一方が可動子となり、他方が固定子となるリニアモータであって、
前記複数の磁極部は、前記１対の誘導子の対向する方向に延びて前記電機子巻線が巻装されない非巻装極柱と前記非巻装極柱の両端に接続される一対の非巻装磁極面形成部とを備える非巻装磁極部と、前記１対の誘導子の対向する方向に延びて前記電機子巻線が巻装される巻装極柱と前記巻装極柱の両端に接続される一対の巻装磁極面形成部とを備える巻装磁極部とが交互に並んで構成されており、
前記複数の一対の磁極面形成部が並ぶ方向の前記一対の非巻装磁極面形成部の幅寸法は、前記複数の一対の磁極面形成部が並ぶ方向の前記非巻装極柱の幅寸法より大きくなっており、
前記複数の一対の磁極面形成部が並ぶ方向の前記一対の巻装磁極面形成部の幅寸法は、前記複数の一対の磁極面形成部が並ぶ方向の前記巻装極柱の幅寸法より大きくなっており、
前記一対の非巻装磁極面形成部の一方の非巻装磁極面形成部と該非巻装磁極面形成部に隣接する前記一対の巻装磁極面形成部の一方の巻装磁極面形成部とが相互に結合されており、
前記一対の非巻装磁極面形成部の他方の非巻装磁極面形成部と該非巻装磁極面形成部に隣接する前記一対の巻装磁極面形成部の他方の巻装磁極面形成部とが相互に結合されており、
前記複数の一対の非巻装磁極面形成部及び前記複数の一対の巻装磁極面形成部のそれぞれの中央部内には、前記複数の一対の磁極面形成部が並ぶ方向に着磁された１つの前記永久磁石がそれぞれ配置されており、
前記永久磁石は、隣り合う前記非巻装磁極面形成部と前記巻装磁極面形成部との内部にそれぞれ配置された二つの前記永久磁石の着磁方向が逆になるように所定のピッチτｍを持って並んでいることを特徴とするリニアモータ。
【請求項１１】
前記ピッチτｐと前記ピッチτｍとは、τｍ＝τｐ×（６ｎ±１）／（６ｎ）（ｎは自然数）の関係を有している請求項９または１０に記載のリニアモータ。
【請求項１２】
前記複数の電機子巻線の個数は、Ｎ相×Ｍ（Ｎは２以上の整数、Ｍは１以上の整数）からなる請求項９または１０に記載のリニアモータ。
【請求項１３】
前記電機子は、電機子ユニットと複数の巻装部材とを有しており、
前記電機子ユニットは、前記非巻装極柱と前記一対の非巻装磁極面形成部と前記一対の巻装磁極面形成部とが一体になって構成されており、
前記巻装部材は、前記巻装極柱と前記巻装極柱に巻装された前記電機子巻線とを有しており、
前記巻装部材は、前記一対の巻装磁極面形成部に嵌合されて前記電機子ユニットに取付られていることを特徴とする請求項１０に記載のリニアモータ。
【請求項１４】
前記電機子巻線と前記一対の非巻装磁極面形成部の一方の非巻装磁極面形成部と前記一対の巻装磁極面形成部の一方の巻装磁極面形成部との間には、間隙がそれぞれ形成されており、
前記間隙内と前記一方の非巻装磁極面形成部の表面と前記一方の巻装磁極面形成部の表面とには、前記電機子巻線を冷却する第１の冷却管がつづら折りの状態で配置されており、
前記電機子巻線と前記一対の非巻装磁極面形成部の他方の非巻装磁極面形成部と前記一対の巻装磁極面形成部の他方の巻装磁極面形成部との間には、間隙がそれぞれ形成されており、
前記間隙内と前記他方の非巻装磁極面形成部の表面と前記他方の巻装磁極面形成部の表面とには、前記電機子巻線を冷却する第２の冷却管がつづら折りの状態で配置されており、
前記間隙、前記第１の冷却管及び前記第２の冷却管は、前記第１の冷却管及び前記第２の冷却管を前記電機子ユニットに取付けた後に前記複数の巻装部材を前記電機子ユニットに取付ることができる形状及び寸法を有していることを特徴とする請求項１３に記載のリニアモータ。
【請求項１５】
前記一対の誘導子の前記歯部列は、それぞれ異なる方向にスキューしていることを特徴とする請求項１３に記載のリニアモータ。
【請求項１６】
前記巻装部材の前記電機子巻線が巻装される方向の長手方向の長さ寸法は、前記非巻装極柱の前記電機子巻線と隣接する部分の長さ寸法より短いことを特徴とする請求項１３に記載のリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開平２−１５１２５６号公報（特許文献１）には、固定子を構成する誘導子と可動子を構成する電機子とを備えたリニアモータが示されている。誘導子は、所定のピッチを持って並んだ複数の歯部からなる歯部列を有している。電機子は、ヨークと、ヨークに沿って所定の間隔を開けて配置されて誘導子の歯部列と対向する磁極面形成部を端部に備える磁極部と、複数の磁極部に巻装された電機子巻線と、複数の磁極面形成部内に配置されて磁極面形成部を通る磁束の磁路を変更する永久磁石とを有している。永久磁石は、磁極面形成部内にそれぞれ配置されて、隣り合う二つの永久磁石の着磁方向が逆になるように所定のピッチを持って配置されている。このリニアモータでは、磁極面形成部内に永久磁石が３個ずつ配置されている。
【０００３】
また、特開平２−２８０６５５号公報（特許文献２）にも、固定子を構成する誘導子と可動子を構成する電機子とを備えたリニアモータが示されている。誘導子は、所定のピッチを持って並んだ複数の歯部からなる歯部列を有している。電機子は、ヨークと、ヨークに沿って所定の間隔を開けて配置されて誘導子の歯部列と対向する磁極面形成部を端部に備える磁極部と、複数の磁極部に巻装された電機子巻線と、複数の磁極面形成部内に配置されて磁極面形成部を通る磁束の磁路を変更する永久磁石とを有している。永久磁石は、磁極面形成部内にそれぞれ配置されて、隣り合う二つの永久磁石の着磁方向が逆になるように所定のピッチを持って配置されている。このリニアモータでは、磁極面形成部内に永久磁石が１個ずつ配置されている。そして、磁極面形成部に誘導子の歯部列と対向する方向に突出する複数の小歯が形成されている。
【特許文献１】特開平２−１５１２５６号公報
【特許文献２】特開平２−２８０６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これらの従来のリニアモータでは、推力を大きくするため誘導子の歯部列の歯部間のピッチを小さくして誘導子と電機子との間の間隔寸法を小さくしなければならない。そのため、駆動周波数が高くなり、速度を高めるには限界があり、誘導子と電機子との位置設定が面倒になるという問題があった。また、誘導子の歯部間のピッチに依存したコギング力が発生するという問題があった。そのため、特に、速度安定性が求められる精密ステージには適さなかった。
【０００５】
また、特許文献２に示されるリニアモータでは、磁極面形成部に誘導子の歯部列と対向する小歯を形成しなければならず、製造が煩雑であった。また、スロットの開口部が大きいため、推力を高められないという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、速度を高めることができるリニアモータを提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、誘導子と電機子との間の間隔寸法を大きくして、誘導子と電機子との位置設定を容易に行えるリニアモータを提供することにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、コギング力を小さくできるリニアモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明が改良の対象とするリニアモータは、誘導子と電機子とを備えている。誘導子は、所定のピッチτｐを持って並んだ複数の歯部からなる歯部列を有している。電機子は、複数の歯部が並ぶ方向に延びるヨークと、ヨークに沿って所定の間隔を開けて配置されてヨークに接続された複数の極柱と該複数の極柱の端部にそれぞれ接続されて誘導子の歯部列と対向する磁極面形成部とをそれぞれ備える複数の磁極部と、前記複数の磁極面形成部をそれぞれ励磁する複数の電機子巻線と、複数の磁極面形成部内に配置されて磁極面形成部を通る磁束の磁路を変更する１以上の永久磁石とを有する電機子とを備えている。そして、誘導子及び電機子の一方が可動子となり、他方が固定子となる。本発明では、複数の極柱には、一つおきに電機子巻線が巻装されている。また、複数の磁極面形成部が並ぶ方向の磁極面形成部の幅寸法は、複数の磁極面形成部が並ぶ方向の極柱の幅寸法より大きくなっており、複数の磁極面形成部の隣接する磁極面形成部は相互に結合されている。そして、複数の磁極面形成部の中央部内には、複数の磁極面形成部が並ぶ方向に着磁された１つの永久磁石がそれぞれ配置されており、これらの永久磁石は、隣り合う二つの磁極面形成部内にそれぞれ配置された二つの永久磁石の着磁方向が逆になるように所定のピッチτｍを持って並んでいる。
【００１０】
言い換えるならば、複数の磁極部は、電機子巻線が巻装されない非巻装極柱と非巻装極柱に接続される非巻装磁極面形成部とを備える非巻装磁極部と、電機子巻線が巻装される巻装極柱と巻装極柱に接続される巻装磁極面形成部とを備える巻装磁極部とが交互に並んで構成されている。また、複数の磁極面形成部が並ぶ方向の非巻装磁極面形成部の幅寸法は、複数の磁極面形成部が並ぶ方向の非巻装極柱の幅寸法より大きくなっており、複数の磁極面形成部が並ぶ方向の巻装磁極面形成部の幅寸法は、複数の磁極面形成部が並ぶ方向の巻装極柱の幅寸法より大きくなっている。そして、隣接する非巻装磁極面形成部と巻装磁極面形成部は相互に結合されている。また、複数の非巻装磁極面形成部及び複数の巻装磁極面形成部のそれぞれの中央部内には、複数の磁極面形成部が並ぶ方向に着磁された１つの永久磁石がそれぞれ配置されており、これらの永久磁石は、隣り合う非巻装磁極面形成部と巻装磁極面形成部との内部にそれぞれ配置された二つの永久磁石の着磁方向が逆になるように所定のピッチτｍを持って並んでいる。
【００１１】
本発明のように、複数の極柱の一つおきに電機子巻線を巻装して（非巻装磁極部と巻装磁極部とを交互に並べて）、隣接する磁極面形成部（隣接する非巻装磁極面形成部と巻装磁極面形成部）を相互に結合すれば、スロットによる開口部が閉塞されて誘導子と対向する電機子の磁極面の面積が大きくなる。また、永久磁石を複数の磁極面形成部（非巻装磁極面形成部及び巻装磁極面形成部）のそれぞれに１つ配置すれば、非巻装磁極部と巻装磁極部と電機子巻線の寸法を適宜に設定することにより、永久磁石の等間隔なピッチを比較的自由に設定することができる。そのため、電機子の大きさに対するモータの推力を高くすることができ、リニアモータの速度を高めることができる。また、誘導子と電機子との間の間隔寸法に比べ、誘導子の歯部のピッチ及び永久磁石のピッチを大きくすることで、誘導子と電機子との間の間隔寸法を大きくしても、推力の減少は小さくなる。そのため、誘導子と電機子との位置設定を容易に行える。
【００１２】
また、本発明では、複数の磁極面形成部が並ぶ方向の非巻装磁極面形成部の幅寸法を複数の磁極面形成部が並ぶ方向の非巻装極柱の幅寸法より大きくし、複数の磁極面形成部が並ぶ方向の巻装磁極面形成部の幅寸法を複数の磁極面形成部が並ぶ方向の巻装極柱の幅寸法より大きくするので、磁気抵抗を低下させずに、電機子巻線の占有体積を増やすことができ、電機子巻線の発熱量を抑制することができる。
【００１３】
歯部列のピッチτｐと永久磁石列のピッチτｍとは、τｍ＝τｐ×（６ｎ±１）／（６ｎ）（ｎは自然数）の関係に設定することができる。このように設定すれば、誘導子の歯部列のピッチτｐに対する永久磁石列のピッチτｍが微妙にずれることによって、各誘導子の歯部によって生じるコギング力が打ち消されて、電機子全体のコギング力を小さくできる。
【００１４】
複数の電機子巻線の数は、Ｎ相×Ｍ（Ｎは２以上の整数、Ｍは１以上の整数）とすることができる。
【００１５】
電機子は、電機子ユニットと複数の巻装部材とを有するように構成できる。この場合、電機子ユニットは、ヨークと、非巻装極柱と非巻装磁極面形成部と巻装磁極面形成部とを一体に構成し、巻装部材は、巻装極柱と巻装極柱に巻装された電機子巻線とを有するように構成する。そして、巻装部材を、ヨークと巻装磁極面形成部とに嵌合して電機子ユニットに取付ければよい。このようにすれば、巻装部材を嵌合により電機子ユニットに取付るだけで、非巻装磁極部と巻装磁極部とが交互に並び且つ隣接する非巻装磁極部と巻装磁極面形成部とが結合した電機子を容易に形成することができる。
【００１６】
電機子巻線と非巻装磁極面形成部と巻装磁極面形成部との間に間隙をそれぞれ形成し、この間隙内と非巻装磁極面形成部の表面と前記磁極面形成部の表面とには、電機子巻線を冷却する冷却管をつづら折りの状態で配置することができる。このようにすれば、間隙及び冷却管の形状及び寸法を適宜に設定することにより、冷却管を電機子ユニットに取付けた後に複数の巻装部材を電機子ユニットに取付ることができる。そのため、冷却管及び電機子ユニットの脱着を容易に行うことができる。
【００１７】
誘導子の歯部列は、スキューさせることができる。即ち、歯部列の歯部の長手方向を、可動子の移動方向と直交する方向に対して傾斜させることができる。このようにすれば、リニアモータのコギング力をさらに小さくできる。
【００１８】
巻装部材の電機子巻線が巻装される方向の長手方向の長さ寸法は、非巻装極柱の電機子巻線と隣接する部分の長さ寸法より短かくするのが好ましい。このようにすれば、電機子巻線が電機子ユニットから突出する寸法を小さくすることができる。
【００１９】
本願の他の発明が改良の対象とするリニアモータは、一対の誘導子と電機子とを備えている。一対の誘導子は、所定のピッチτｐを持って並んだ複数の歯部からなる歯部列をそれぞれ有している。電機子は、１対の誘導子の対向する方向に延びる複数の極柱と該複数の極柱の両端部に接続されて１対の誘導子の歯部列とそれぞれ対向する複数の一対の磁極面形成部とをそれぞれ備える複数の磁極部と、複数の一対の磁極面形成部をそれぞれ励磁する複数の電機子巻線と、複数の一対の磁極面形成部内にそれぞれ配置されて磁極面形成部を通る磁束の磁路を変更する１以上の永久磁石とを有している。そして、誘導子及び電機子の一方が可動子となり、他方が固定子となる。本発明では、複数の極柱には一つおきに電機子巻線が巻装されている。また、複数の一対の磁極面形成部が並ぶ方向の磁極面形成部の幅寸法は、複数の磁極面形成部が並ぶ方向の極柱の幅寸法より大きくなっている。そして、複数の一対の磁極面形成部の一方の複数の磁極面形成部の隣接する磁極面形成部は相互に結合されており、複数の一対の磁極面形成部の他方の複数の磁極面形成部の隣接する磁極面形成部は相互に結合されている。そして、複数の一対の非巻装磁極面形成部及び複数の一対の巻装磁極面形成部のそれぞれの中央部内には、複数の一対の磁極面形成部が並ぶ方向に着磁された１つの永久磁石がそれぞれ配置されており、これらの永久磁石は、隣り合う二つの磁極面形成部内にそれぞれ配置された二つの永久磁石の着磁方向が逆になるように所定のピッチτｍを持って並んでいる。
【００２０】
言い換えるならば、複数の磁極部は、１対の誘導子の対向する方向に延びて電機子巻線が巻装されない非巻装極柱と非巻装極柱の両端に接続される一対の非巻装磁極面形成部とを備える非巻装磁極部と、１対の誘導子の対向する方向に延びて電機子巻線が巻装される巻装極柱と巻装極柱の両端に接続される一対の巻装磁極面形成部とを備える巻装磁極部とが交互に並んで構成されている。また、複数の一対の磁極面形成部が並ぶ方向の一対の非巻装磁極面形成部の幅寸法は、複数の一対の磁極面形成部が並ぶ方向の非巻装極柱の幅寸法より大きくなっており、複数の一対の磁極面形成部が並ぶ方向の一対の巻装磁極面形成部の幅寸法は、複数の一対の磁極面形成部が並ぶ方向の巻装極柱の幅寸法より大きくなっている。そして、一対の非巻装磁極面形成部の一方の非巻装磁極面形成部と該非巻装磁極面形成部に隣接する一対の巻装磁極面形成部の一方の巻装磁極面形成部とが相互に結合されており、一対の非巻装磁極面形成部の他方の非巻装磁極面形成部と該非巻装磁極面形成部に隣接する一対の巻装磁極面形成部の他方の巻装磁極面形成部とが相互に結合されている。そして、複数の一対の非巻装磁極面形成部及び複数の一対の非巻装磁極面形成部のそれぞれの中央部内には、複数の一対の磁極面形成部が並ぶ方向に着磁された１つの永久磁石がそれぞれ配置されており、これらの永久磁石は、隣り合う非巻装磁極面形成部と巻装磁極面形成部との内部にそれぞれ配置された二つの永久磁石の着磁方向が逆になるように所定のピッチτｍを持って並んでいる。
【００２１】
本発明によれば、上述したリニアモータと同様に、電機子の大きさに対するモータの推力を高くすることができ、リニアモータの速度を高めることができる。また、誘導子と電機子との間の間隔寸法に比べ、誘導子の歯部のピッチ及び永久磁石のピッチを大きくすることで、誘導子と電機子との間の間隔寸法を大きくしても、推力の減少は小さくなる。そのため、誘導子と電機子との位置設定を容易に行える。また、磁気抵抗を低下させずに、巻線の占有体積を増やすことができ、巻線の発熱量を抑制することができる。
【００２２】
また、本発明のリニアモータでは、電機子の水平方向に一対の誘導子を配置することができるため、電機子と一対の誘導子との間の磁気吸引力を打ち消すことができ、電機子を安定して一対の誘導子の間に配置することができる。
【００２３】
このようなリニアモータでも、ピッチτｐと前記ピッチτｍとを、τｍ＝τｐ×（６ｎ±１）／（６ｎ）（ｎは自然数）の関係を有しているように設定すれば、誘導子の歯部列のピッチτｐに対する永久磁石列のピッチτｍが微妙にずれることによって、各誘導子の歯部によって生じるコギング力が打ち消されて、電機子全体のコギング力を小さくできる。
【００２４】
複数の電機子巻線の数は、Ｎ相×Ｍ（Ｎは２以上の整数、Ｍは１以上の整数）とすることができる。
【００２５】
電機子は、電機子ユニットと複数の巻装部材とを有するように構成できる。この場合、電機子ユニットは、非巻装極柱と一対の非巻装磁極面形成部と一対の巻装磁極面形成部とを一体に構成し、巻装部材は、巻装極柱と巻装極柱に巻装された電機子巻線とを有するように構成する。そして、巻装部材を一対の巻装磁極面形成部に嵌合して電機子ユニットに取付ければよい。このようにすれば、巻装部材を嵌合により電機子ユニットに取付るだけで、非巻装磁極部と巻装磁極部とが交互に並び且つ隣接する非巻装磁極部と巻装磁極面形成部とが結合した電機子を容易に形成することができる。
【００２６】
電機子巻線と一対の非巻装磁極面形成部の一方の非巻装磁極面形成部と一対の巻装磁極面形成部の一方の巻装磁極面形成部との間に間隙をそれぞれ形成し、この間隙内と一方の非巻装磁極面形成部の表面と一方の巻装磁極面形成部の表面とには、電機子巻線を冷却する第１の冷却管をつづら折りの状態で配置することができる。また、電機子巻線と一対の非巻装磁極面形成部の他方の非巻装磁極面形成部と一対の巻装磁極面形成部の他方の巻装磁極面形成部との間に間隙をそれぞれ形成し、この間隙内と他方の非巻装磁極面形成部の表面と他方の巻装磁極面形成部の表面とには、電機子巻線を冷却する第２の冷却管をつづら折りの状態で配置することができる。このようにすれば、間隙、第１の冷却管及び第２の冷却管の形状及び寸法を適宜に設定することにより、第１の冷却管及び第２の冷却管を電機子ユニットに取付けた後に複数の巻装部材を電機子ユニットに取付ることができる。そのため、冷却管及び電機子ユニットの脱着を容易に行うことができる。
【００２７】
一対の誘導子の歯部列は、それぞれ異なる方向にスキューさせることができる。即ち、一方の誘導子の歯部の長手方向を可動子の移動方向と直交する方向に対してそれぞれ異なる方向に傾斜させることができる。このようにすれば、スキューによって生じるピッチング方向のコギング力を相殺でき、可動子を支持するガイド部材に加わる力を軽減できる。
【００２８】
巻装部材の電機子巻線が巻装される方向の長手方向の長さ寸法は、非巻装極柱の前記電機子巻線と隣接する部分の長さ寸法より短かくするのが好ましい。このようにすれば、電機子巻線が電機子ユニットから突出する寸法を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、複数の極柱の一つおきに電機子巻線を巻装して（非巻装磁極部と巻装磁極部とを交互に並べて）、隣接する磁極面形成部（非巻装磁極面形成部と巻装磁極面形成部）を相互に結合するので、スロットによる開口部が閉塞されて誘導子と対向する電機子の磁極面の面積が大きくなる。また、永久磁石を複数の磁極面形成部（非巻装磁極面形成部及び巻装磁極面形成部）のそれぞれに１つ配置するので、巻装磁極部と非巻装磁極部と電機子巻線の寸法を適宜に設定することにより、永久磁石の等間隔なピッチを比較的自由に設定することができる。そのため、電機子の大きさに対するモータの推力を高くすることができ、リニアモータの速度を高めることができる。また、誘導子と電機子との間の間隔寸法に比べ、誘導子の歯部のピッチ及び永久磁石のピッチを大きくすることで、誘導子と電機子との間の間隔寸法を大きくしても、推力の減少は小さくなる。そのため、誘導子と電機子との位置設定を容易に行える。
【００３０】
また、本発明では、複数の磁極面形成部が並ぶ方向の非巻装磁極面形成部の幅寸法を複数の磁極面形成部が並ぶ方向の非巻装極柱の幅寸法より大きくし、複数の磁極面形成部が並ぶ方向の巻装磁極面形成部の幅寸法を複数の磁極面形成部が並ぶ方向の巻装極柱の幅寸法より大きくするので、磁気抵抗を低下させずに、電機子巻線の占有体積を増やすことができ、電機子巻線の発熱量を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態のリニアモータの側面図である。図１に示すように、本例のリニアモータは、固定子を構成する誘導子１と可動子を構成する電機子３と可動ステージ５と基台７とを有している。誘導子１は、電機子３の移動方向（矢印Ｄ）に所定のピッチτｐを持って並んだ複数の歯部９からなる歯部列１１を有しており、磁性材料からなる複数の鋼板が積層されて構成されている。図２に示すように、誘導子１の歯部列１１は、スキューしている。即ち、歯部列１１の歯部９の長手方向は、電機子３の移動方向と直交する方向（図２の上下方向）に対して傾斜している。なお、図２は、可動ステージ５を取り除いて図１の上方からみたリニアモータの平面図である。
【００３２】
電機子３は、図１及び図２に示すように、電機子ユニット１３と６つの巻装部材１５と永久磁石列１７とを有している。図３に示すように、電機子ユニット１３は、ヨーク２１と７つの非巻装極柱２３と７つの非巻装磁極面形成部２５と６つの巻装磁極面形成部２７とが一体になって構成されている。ヨーク２１は、歯部列１１と同じ方向に延びる直方体を有している。このヨーク２１には、歯部列１１と直交する方向に延びて上方に開口する断面がＴ字型の３つの溝２１ａが等間隔で形成されている。図１に示すように、３つの溝２１ａには、可動ステージ５が嵌合構造により固定されている。この可動ステージ５は、誘導子１の両側に配置された基台７の一対の側壁７ａに摺動可能に支持されている。なお、図１では、一対の側壁７ａの内、一方の側壁７ａのみを表している。このような構成により、電機子３は、誘導子１に対して所定の間隔を隔てて移動可能に配置されることになる。
【００３３】
図３に戻って説明すると、７つの非巻装極柱２３は、後述する電機子巻線１６Ａ〜１６Ｆが巻装されない極柱であり、ヨーク２１に沿って等間隔に接続されている。７つの非巻装磁極面形成部２５は、７つの非巻装極柱２３の端部にそれぞれ接続されており、歯部列１１と対向するように配置されている。非巻装磁極面形成部２５及び巻装磁極面形成部２７が並ぶ方向の非巻装磁極面形成部２５の幅寸法は、非巻装磁極面形成部２５及び巻装磁極面形成部２７が並ぶ方向の非巻装極柱２３の幅寸法より大きくなっている。
【００３４】
６つの巻装磁極面形成部２７は、７つの非巻装磁極面形成部２５と交互に隣接するように配置されている。非巻装磁極面形成部２５及び巻装磁極面形成部２７が並ぶ方向の巻装磁極面形成部２７の幅寸法は、非巻装磁極面形成部２５及び巻装磁極面形成部２７が並ぶ方向の後述する巻装極柱３９の幅寸法より大きくなっている。そして、６つの巻装磁極面形成部２７のそれぞれは、隣接する非巻装磁極面形成部２５と相互に結合されている。これにより、ヨーク２１と隣接する２つの非巻装極柱２３と巻装磁極面形成部２７との間には、空隙２９が形成されることになる。非巻装磁極面形成部２５と巻装磁極面形成部２７との間には、電機子ユニット１３を構成する複数の電磁鋼板を束ねる図示しない螺子が挿入される孔３１が空隙２９と連通するように形成されている。この孔３１は、後述する巻装磁極面形成部２７と誘導子１との間に発生する磁束及び非巻装磁極面形成部２５と誘導子１との間に発生する磁束の流れを妨げない形状及び寸法を有している。
【００３５】
また、非巻装磁極面形成部２５及び巻装磁極面形成部２７のそれぞれの中央部内には、誘導子１と対向する面と非巻装磁極面形成部２５及び巻装磁極面形成部２７が並ぶ方向と直交する方向に開口する永久磁石嵌合溝３５が一つずつ形成されている。図１に示すように、複数の永久磁石嵌合溝３５内には、非巻装磁極面形成部２５及び巻装磁極面形成部２７が並ぶ方向に着磁された複数の永久磁石３７がそれぞれ嵌合されている。複数の永久磁石３７により永久磁石列１７が形成されている。これらの永久磁石３７は、隣り合う非巻装磁極面形成部２５及び巻装磁極面形成部２７内にそれぞれ配置された二つの永久磁石３７の着磁方向が逆になるように所定のピッチτｍを持って並んでいる。本例では、歯部列１１のピッチτｐと永久磁石列１７のピッチτｍとは、τｍ＝τｐ×（６ｎ±１）／（６ｎ）（ｎは自然数）の関係を有している。
【００３６】
図４に示すように、６つの巻装部材１５は、巻装極柱３９と電機子巻線１６Ａ〜１６Ｆとをそれぞれ有している。巻装極柱３９は、ほぼ直方体の極柱本体３９ａと極柱本体３９ａの両端に設けられた一対の嵌合部３９ｂとを一体に有している。極柱本体３９ａには、電機子巻線１６Ａ〜１６Ｆがそれぞれ巻装されている。嵌合部３９ｂは、極柱本体３９ａから離れるにしたがって断面積が大きくなる形状を有している。６つの巻装部材１５は、空隙２９内にそれぞれ配置された状態で電機子ユニット１３に取付られている。具体的には、巻装部材１５の一対の嵌合部３９ｂの一方の嵌合部３９ｂがヨーク２１に形成された被嵌合溝２１ｂに嵌合し、他方の嵌合部３９ｂが巻装磁極面形成部２７に形成された被嵌合溝２７ａに嵌合することにより、巻装部材１５は電機子ユニット１３に取付られている。また、図２に示すように巻装部材１５の巻装極柱３９の電機子巻線１６Ａ〜１６Ｆが巻装される方向の長手方向の長さ寸法Ｌ１は、非巻装極柱２３の電機子巻線１６Ａ〜１６Ｆと隣接する部分の長さ寸法Ｌ２より短かくなっている。このため、本例では、電機子巻線１６Ａ〜１６Ｆが電機子ユニット１３から突出する寸法Ｌ３を小さくすることができる。本例では、図１に示すように、非巻装極柱２３と非巻装磁極面形成部２５とにより非巻装磁極部４１が構成され、巻装極柱３９と巻装磁極面形成部２７とにより巻装磁極部４３が構成されている。これにより、電機子３は、非巻装磁極部４１と巻装磁極部４３とが交互に並ぶ構成を有することになる。言い換えるならば、磁極部（４１，４３）の一つおきの磁極部（４３）に電機子巻線１６Ａ〜１６Ｆがそれぞれ巻装されることになる。
【００３７】
また、電機子巻線１６Ａ〜１６Ｆと非巻装磁極面形成部２５と巻装磁極面形成部２７との間（孔３１と空隙２９とが連通する部分）には、三角形の断面の間隙４５がそれぞれ形成されることになる。これらの間隙４５内と非巻装磁極面形成部２５の表面と巻装磁極面形成部２７の表面とには、電機子巻線１６Ａ〜１６Ｆを冷却する冷却管４７がつづら折りの状態で配置されている。
【００３８】
図５に示すように、冷却管４７は、歯部列１１と同じ方向に延びる複数の管部分４７ａと歯部列１１が延びる方向と直交する方向に延びる管部分４７ｂと管部分４７ａと平行な方向に延びる管部分４７ｃとを有している。そして、管部分４７ａが巻装磁極面形成部２７の表面に位置し、管部分４７ｂが間隙４５内に位置し、管部分４７ｃが非巻装磁極面形成部２５の表面に位置するように、冷却管４７は配置されている。
【００３９】
本例では、次のようにして冷却管４７及び巻装部材１５を電機子ユニット１３に取り付けた。まず、電機子ユニット１３の空隙２９内に管部分４７ｂが位置するように、冷却管４７を管部分４７ｂが延びる方向（矢印Ａの方向）に移動して空隙２９の一方の開口部２９ａ（図２参照）から空隙２９内に挿入する。次に、冷却管４７を管部分４７ｂが延びる方向と直交する方向（矢印Ａと直交する方向）に移動して、管部分４７ａを巻装磁極面形成部２７の表面に位置させ、管部分４７ｂを間隙４５内に位置させ、管部分４７ｃを非巻装磁極面形成部２５の表面に位置させる。次に、巻装部材１５を空隙２９の一方の開口部２９ａから空隙２９内に挿入して、巻装部材１５の一対の嵌合部３９ｂをヨーク２１の被嵌合溝２１ｂ及び巻装磁極面形成部２７の被嵌合溝２７ａにそれぞれ嵌合して、冷却管４７及び巻装部材１５の取り付けを完了する。本例によれば、冷却管４７及び巻装部材１５の脱着を嵌合構造により容易に行うことができる。
【００４０】
本例のリニアモータでは、２つおきに並ぶ電機子巻線１６Ａと電機子巻線１６Ｄとに相互に逆方向のＵ相の電流が流れ、２つおきに並ぶ電機子巻線１６Ｃと電機子巻線１６Ｆとに相互に逆方向のＶ相の電流が流れ、２つおきに並ぶ電機子巻線１６Ｂと電機子巻線１６Ｅとに相互に逆方向のＷ相の電流が流れる。そして、例えば、電機子巻線１６Ａの周囲では、図６に示すように、巻装磁極面形成部２７内の永久磁石３７→誘導子１の歯部９→図面向かって左側に隣接する歯部９→非巻装磁極面形成部２５内の永久磁石３７→非巻装極柱２３→巻装部材１５→巻装磁極面形成部２７内の永久磁石３７と磁束Ｍ１が流れる。また、巻装磁極面形成部２７内の永久磁石３７→誘導子１の歯部９→図面向かって右側に隣接する歯部９→非巻装磁極面形成部２５内の永久磁石３７→非巻装極柱２３→巻装部材１５→巻装磁極面形成部２７内の永久磁石３７と磁束Ｍ２が流れる。そして、図７に示すように、各磁極部４１，４３で発生する磁束に変化が生じて矢印Ｆ１の方向に推力が発生して、電機子１は誘導子１に対して往復動を行う。なお、図７では、比較的強い磁束を実線で表わし、比較的弱い磁束を破線で表わしている。
【００４１】
本例のリニアモータによれば、非巻装磁極部４１と巻装磁極部４３とを交互に並べて、隣接する非巻装磁極面形成部２５と巻装磁極面形成部２７とを相互に結合するので、スロットによる開口部が閉塞されて誘導子１と対向する電機子３の磁極面の面積が大きくなる。また、永久磁石３７を非巻装磁極面形成部２５及び巻装磁極面形成部２７のそれぞれに１つずつ配置するので、非巻装磁極部４１と巻装磁極部４３と電機子巻線１６Ａ〜１６Ｆの寸法を適宜に設定することにより、永久磁石列の永久磁石の等間隔なピッチを比較的自由に設定することができる。そのため、電機子３の大きさに対するモータの推力を高くすることができ、リニアモータの速度を高めることができる。また、誘導子１と電機子３との間の間隔寸法に比べ、誘導子１の歯部９のピッチτｐ及び永久磁石のピッチτｍを大きくすることで、誘導子１と電機子３との間の間隔寸法を大きくしても、推力の減少は小さくなる。そのため、誘導子１と電機子３との位置設定を容易に行える。
【００４２】
また、本例のリニアモータでは、非巻装磁極面形成部２５の歯部列１１の延びる方向の幅寸法を非巻装極柱２３の歯部列１１の延びる方向の幅寸法より大きくし、巻装磁極面形成部２７の歯部列１１の延びる方向の幅寸法を巻装極柱３９の歯部列１１の延びる方向の幅寸法より大きくするので、磁気抵抗を低下させずに、電機子巻線１６Ａ〜１６Ｆの占有体積を増やすことができ、電機子巻線１６Ａ〜１６Ｆの発熱量を抑制することができる。
【００４３】
図８は、本発明の第２の実施の形態のリニアモータの正面図であり、図９は、リニアモータの要部の平面図（図８をＩＸ−IＸ線から見た図）であり、図１０は、リニアモータの要部を側面から見た模式図（図８をＸ−Ｘ線から見た模式図）である。各図に示すように、本例のリニアモータは、固定子を構成する一対の誘導子１０１Ａ，１０１Ｂと可動子を構成する電機子１０３と可動ステージ１０５と基台１０７と位置検出装置１０８とを有している。一対の誘導子１０１Ａ，１０１Ｂは、電機子１０３の移動方向（図９の矢印Ｄ）に所定のピッチτｐを持って並んだ複数の歯部１０９からなる歯部列１１１をそれぞれ有しており、磁性材料からなる複数の鋼板が積層されて構成されている。図１０に示すように、一対の誘導子１０１Ａ，１０１Ｂのそれぞれの歯部列１１１は、それぞれ異なる方向にスキューしている。即ち、一方の誘導子１０１Ａの歯部１０９の長手方向は、電機子１０３の移動方向と直交する方向に対して傾斜している。また他方の誘導子１０１Ｂの歯部１０９の長手方向は、一方の誘導子１０１Ａの歯部１０９とは異なる方向に傾斜している。本例では、歯部列１１１がスキューしていないと仮定した場合の歯部列１１１の歯部１０９の端部が、実際にスキューした場合に歯部１０９の歯部列１１１の延びる方向にずれる長さがτｐ／６ｎ（ｎは自然数）となっている。
【００４４】
電機子１０３は、図９に示すように、電機子ユニット１１３と６つの巻装部材１１５と一対の永久磁石列１１７Ａ，１１７Ｂとを有している。図１１に示すように、電機子ユニット１１３は、７つの非巻装極柱１１９と７つの一対の非巻装磁極面形成部１２１Ａ，１２１Ｂと７つの一対の巻装磁極面形成部１２３Ａ，１２３Ｂとが一体になって構成されている。７つの非巻装極柱１１９は、後述する電機子巻線が巻装されない極柱であり、歯部列１１１が延びる方向に等間隔で配置されている。７つの一対の非巻装磁極面形成部１２１Ａ，１２１Ｂは、７つの非巻装極柱１１９の両端にそれぞれ接続されている。７つの一対の非巻装磁極面形成部１２１Ａ，１２１Ｂの内、７つの一方の非巻装磁極面形成部１２１Ａは、一対の誘導子１０１Ａ，１０１Ｂの一方の誘導子１０１Ａの歯部列１１１と対向するように配置されている。７つの一対の非巻装磁極面形成部１２１Ａ，１２１Ｂの内、７つの他方の非巻装磁極面形成部１２１Ｂは、一対の誘導子１０１Ａ，１０１Ｂの他方の誘導子１０１Ｂの歯部列１１１と対向するように配置されている。一対の非巻装磁極面形成部１２１Ａ，１２１Ｂが並ぶ方向の該一対の非巻装磁極面形成部１２１Ａ，１２１Ｂのそれぞれの幅寸法は、一対の非巻装磁極面形成部１２１Ａ，１２１Ｂが並ぶ方向の非巻装極柱１１９の幅寸法より大きくなっている。
【００４５】
６つの一対の巻装磁極面形成部１２３Ａ，１２３Ｂは、一対の誘導子１０１Ａ，１０１Ｂのそれぞれの歯部列１１１と対向するように配置されている。また、６つの一対の巻装磁極面形成部１２３Ａ，１２３Ｂが並ぶ方向の該一対の巻装磁極面形成部１２３Ａ，１２３Ｂの幅寸法は、６つの一対の巻装磁極面形成部１２３Ａ，１２３Ｂが並ぶ方向の後述する巻装極柱１３９の幅寸法より大きくなっている。６つの一対の巻装磁極面形成部１２３Ａ，１２３Ｂの内、６つの一方の巻装磁極面形成部１２３Ａは、一方の非巻装磁極面形成部１２１Ａと交互に隣接するように配置されている。そして、６つの一方の巻装磁極面形成部１２３Ａは、隣接する一方の非巻装磁極面形成部１２１Ａと相互に結合されている。６つの一対の巻装磁極面形成部１２３Ａ，１２３Ｂの内、６つの他方の巻装磁極面形成部１２３Ｂは、他方の非巻装磁極面形成部１２１Ｂと交互に隣接するように配置されている。そして、６つの他方の巻装磁極面形成部１２１Ｂは、隣接する他方の巻装磁極面形成部１２３Ｂと相互に結合されている。
【００４６】
以上の構成により、隣接する２つの非巻装極柱１１９と一対の巻装磁極面形成部１２３Ａ，１２３Ｂとの間には、空隙１２５が形成されることになる。また、一方の非巻装磁極面形成部１２１Ａと一方の巻装磁極面形成部１２３Ａとの間、及び他方の非巻装磁極面形成部１２１Ｂと他方の巻装磁極面形成部１２３Ｂとの間には、孔１２７が空隙１２５と連通するようにそれぞれ形成されている。図８に示すように孔１２７が延びる電機子ユニット１１３の両端には、螺子取付具１２９が配置されている。螺子取付具１２９内には孔１２７に連通する貫通孔１２９ａが形成されている。電機子ユニット１１３は、孔１２７及び貫通孔１２９ａを貫通する螺子１３１により、可動ステージ１０５に固定されている。この可動ステージ１０５は、一対の誘導子１０１Ａ，１０１Ｂの両側に配置された基台１０７の一対の側壁１０７ａに滑車１３３を介して摺動可能に支持されている。このため、電機子１０３は、一対の誘導子１０１Ａ，１０１Ｂと所定の間隔を隔てて、一対の誘導子１０１Ａ，１０１Ｂに対して移動可能に配置されることになる。また、本例では、一対の側壁１０７ａの一方の側壁に位置検出装置１０８の検出器１０８ａを配置し、可動ステージ１０５にスケール１０８ａと所定の間隔を隔てて対向する被検出器１０８ｂを配置している。これにより、電機子１０３の位置検出を行っている。
【００４７】
図１１に戻って説明すると、一方の非巻装磁極面形成部１２１Ａと一方の巻装磁極面形成部１２３Ａのそれぞれの中央部には、一方の誘導子１０１Ａと対向する面と一方の非巻装磁極面形成部１２１Ａ及び一方の巻装磁極面形成部１２３Ａが並ぶ方向と直交する方向に開口する永久磁石嵌合溝１３５が一つずつ形成されている。図９に示すように、複数の永久磁石嵌合溝１３５内には、一方の非巻装磁極面形成部１２１Ａ及び一方の巻装磁極面形成部１２３Ａが並ぶ方向に着磁された複数の永久磁石１３７がそれぞれ嵌合されている。これらの永久磁石１３７は、隣り合う一方の非巻装磁極面形成部１２１Ａと一方の巻装磁極面形成部１２３Ａ内にそれぞれ配置された二つの永久磁石１３７の着磁方向が逆になるように所定のピッチτｍを持って並んでいる。また、他方の非巻装磁極面形成部１２１Ｂと他方の巻装磁極面形成部１２３Ｂのそれぞれの中央部にも、他方の誘導子１０１Ａと対向する面と他方の非巻装磁極面形成部１２１Ｂ及び他方の巻装磁極面形成部１２３Ｂが並ぶ方向と直交する方向に開口する永久磁石嵌合溝１３５が一つずつ形成されている。複数の永久磁石嵌合溝１３５内には、他方の非巻装磁極面形成部１２１Ｂ及び他方の巻装磁極面形成部１２３Ｂが並ぶ方向に着磁された複数の永久磁石１３７がそれぞれ嵌合されている。これらの永久磁石１３７は、隣り合う他方の非巻装磁極面形成部１２１Ｂと他方の巻装磁極面形成部１２３Ｂ内にそれぞれ配置された二つの永久磁石１３７の着磁方向が逆になるように所定のピッチτｍを持って並んでいる。本例では、歯部列１１１のピッチτｐと永久磁石列１１７のピッチτｍとは、τｍ＝τｐ×（６ｎ±１）／（６ｎ）（ｎは自然数）の関係を有している。
【００４８】
図１２に示すように、６つの巻装部材１１５は、巻装極柱１３９と電機子巻線１４１Ａ〜１４１Ｆとをそれぞれ有している。巻装極柱１３９は、ほぼ直方体の極柱本体１３９ａと極柱本体１３９ａの両端に設けられた一対の嵌合部１３９ｂとを一体に有している。極柱本体１３９ａには、電機子巻線１４１Ａ〜１４１Ｆがそれぞれ巻装されている。嵌合部１３９ｂは、極柱本体１３９ａから離れるにしたがって断面積が大きくなる形状を有している。６つの巻装部材１１５は、空隙１２５内にそれぞれ配置された状態で電機子ユニット１１３に取付られている。具体的には、巻装部材１１５の一対の嵌合部１３９ｂの一方の嵌合部１３９ｂが一方の巻装磁極面形成部１２３Ａに形成された被嵌合溝１２３ａに嵌合し、他方の嵌合部１３９ｂが他方の巻装磁極面形成部１２３Ｂに形成された被嵌合溝１２３ａに嵌合することにより、巻装部材１１５は電機子ユニット１１３に取付られている。また、図８に示すように巻装部材１１５の巻装極柱１３９の電機子巻線１４１Ａ〜１４１Ｆが巻装される方向の長手方向の長さ寸法Ｌ５は、非巻装極柱１１９の電機子巻線１４１Ａ〜１４１Ｆと隣接する部分の長さ寸法Ｌ６より短かくなっている。このため、本例では、電機子巻線１４１Ａ〜１４１Ｆが電機子ユニット１１３から突出する寸法Ｌ７を小さくすることができる。本例では、図９に示すように、非巻装極柱１１９と一対の非巻装磁極面形成部１２１Ａ，１２１Ｂとにより非巻装磁極部１４３が構成され、巻装極柱１３９と一対の巻装磁極面形成部１２３Ａ，１２３Ｂとにより巻装磁極部１４５が構成されている。これにより、電機子１０３は、非巻装磁極部１４３と巻装磁極部１４５とが交互に並ぶ構成を有することになる。言い換えるならば、磁極部（１４３，１４５）の一つおきの磁極部（１４５）に電機子巻線１４１Ａ〜１４１Ｆがそれぞれ巻装されることになる。
【００４９】
また、電機子巻線１４１Ａ〜１４１Ｆと一対の非巻装磁極面形成部１２１Ａ，１２１Ｂの一方の非巻装磁極面形成部１２１Ａと一対の巻装磁極面形成部１２３Ａ，１２３Ｂの一方の巻装磁極面形成部１２３Ａとの間（孔１２７と空隙１２５とが連通する部分）には、三角形の断面の間隙１４７Ａがそれぞれ形成されることになる。これらの間隙１４７Ａ内と一方の非巻装磁極面形成部１２１Ａの表面と一方の巻装磁極面形成部１２３Ａの表面とには、電機子巻線１４１Ａ〜１４１Ｆを冷却する第１の冷却管１４９Ａがつづら折りの状態で配置されている。また、電機子巻線１４１Ａ〜１４１Ｆと一対の非巻装磁極面形成部１２１Ａ，１２１Ｂの他方の非巻装磁極面形成部１２１Ｂと一対の巻装磁極面形成部１２３Ａ，１２３Ｂの他方の巻装磁極面形成部１２３Ｂとの間（孔１２７と空隙１２５とが連通する部分）にも、三角形の断面の間隙１４７Ｂがそれぞれ形成されることになる。これらの間隙１４７Ｂ内と他方の非巻装磁極面形成部１２１Ｂの表面と他方の巻装磁極面形成部１２３Ｂの表面とには、電機子巻線１４１Ａ〜１４１Ｆを冷却する第２の冷却管１４９Ｂがつづら折りの状態で配置されている。第１及び第２の冷却管１４９Ａ,１４９Ｂは、図５に示す冷却管４７と基本的には同じ構造を有している。そして、第１の実施の形態と同様にして、第１及び第２の冷却管１４９Ａ,１４９Ｂを取り付けた後に巻装部材１１５の取り付けることにより、第１及び第２の冷却管１４９Ａ,１４９Ｂ及び巻装部材１１５の脱着を容易に行うことができる。
【００５０】
本例のリニアモータでは、２つおきに並ぶ電機子巻線１４１Ａと電機子巻線１４１Ｄとに相互に逆方向のＵ相の電流が流れ、２つおきに並ぶ電機子巻線１４１Ｃと電機子巻線１４１Ｆとに相互に逆方向のＶ相の電流が流れ、２つおきに並ぶ電機子巻線１４１Ｂと電機子巻線１４１Ｅとに相互に逆方向のＷ相の電流が流れる。そして、図１３に示すように、非巻装磁極面形成部１２１Ａ内の永久磁石１３７→誘導子１０１Ａの歯部１０９→図面向かって右側に隣接する歯部１０９→巻装磁極面形成部１２３Ａ内の永久磁石１３７→巻装磁極面形成部１２３Ｂ内の永久磁石１３７→誘導子１０１Ｂの歯部１０９→図面向かって左側に隣接する歯部１０９→非巻装磁極面形成部１２１Ｂ内の永久磁石１３７→非巻装磁極面形成部１２１Ａ内の永久磁石１３７と磁束Ｍ１１が流れる。また、非巻装磁極面形成部１２３Ａ内の永久磁石１３７→誘導子１０１Ａの歯部１０９→図面向かって右側に隣接する歯部１０９→巻装磁極面形成部１２１Ａ内の永久磁石１３７→巻装磁極面形成部１２１Ｂ内の永久磁石１３７→誘導子１０１Ｂの歯部１０９→図面向かって左側に隣接する歯部１０９→非巻装磁極面形成部１２３Ｂ内の永久磁石１３７→非巻装磁極面形成部１２３Ａ内の永久磁石１３７と磁束Ｍ１２が流れる。これにより、矢印Ｆ２，Ｆ３の方向に推力が発生して、電機子１０３は一対の誘導子１０１Ａ，１０１Ｂに対して往復動を行う。
【００５１】
本例のリニアモータによれば、電機子１０３の水平方向に一対の誘導子１０１Ａ，１０１Ｂを配置することができるため、電機子１０３と一対の誘導子１０１Ａ，１０１Ｂとの間の磁気吸引力を打ち消すことができ、電機子１０３を安定して一対の誘導子１０１Ａ，１０１Ｂの間に配置することができる。
【００５２】
なお、上記例では、電機子１０３は、１つの電機子ユニット１１３を備えているが、図１４に示すように電機子は、複数（この例では３つ）の電機子ユニット２１３，３１３Ａ，３１３Ｂを備えて構成することもできる。この場合、電機子ユニット２１３の隣接する電機子ユニット３１３Ａ，３１３Ｂと対向する面に嵌合凸部２１３ａと被嵌合凹部２１３ｂを形成する。また、電機子ユニット３１３Ａ，３１３Ｂの隣接する電機子ユニット２１３１と対向するそれぞれの面に嵌合凸部３１３ａと被嵌合凹部３１３ｂを形成する。嵌合凸部２１３ａ及び嵌合凸部３１３ａは、隣接する電機子ユニットに向かうにしたがって断面積が大きくなる形状を有している。被嵌合凹部２１３ｂ及び被嵌合凹部３１３ｂは、嵌合凸部３１３ａ及び嵌合凸部２１３ａとそれぞれ嵌合可能な形状を有している。そして、嵌合凸部３１３ａと被嵌合凹部２１３ｂとを嵌合し、嵌合凸部２１３ａと被嵌合凹部３１３ｂとを嵌合して、３つの電機子ユニット２１３，３１３Ａ，３１３Ｂを連結する。このようにすれば、複数の電機子ユニットを用意することにより、所望の磁極数の電機子を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施の形態のリニアモータの側面図である。
【図２】可動ステージを取り除いて図１の上方からみたリニアモータの平面図である。
【図３】図１に示すリニアモータに用いる電機子ユニットの側面図である。
【図４】図１に示すリニアモータに用いる巻装部材の側面図である。
【図５】図１に示すリニアモータに用いる冷却管の平面図である。
【図６】図１に示すリニアモータの磁束の流れを説明するために用いる図である。
【図７】図１に示すリニアモータの磁束の流れ及びリニアモータの動きを説明するために用いる図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態のリニアモータの正面図である。
【図９】図８に示すリニアモータの要部の平面図（図８をＶIII−ＶIII線から見た図）である。
【図１０】図８に示すリニアモータの要部を側面から見た模式図（図８をＩＸ−IＸ線から見た模式図）である。
【図１１】図８に示すリニアモータに用いる電機子ユニットの平面図である。
【図１２】図８に示すリニアモータに用いる巻装部材の平面図である。
【図１３】図８に示すリニアモータの磁束の流れを説明するために用いる図である。
【図１４】電機子を複数の電機子ユニットを備えて構成する場合を説明するために用いる図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  誘導子
３  電機子
９  歯部
１１  歯部列
１３  電機子ユニット
１５  巻装部材
１６Ａ〜１６Ｆ  電機子巻線
１７  永久磁石列
２１  ヨーク
２３  非巻装極柱
２５  非巻装磁極面形成部
２７  巻装磁極面形成部
３７  永久磁石
３９  巻装極柱
４１  非巻装磁極部
４３  巻装磁極部
４７  冷却管
１０１Ａ，１０１Ｂ  一対の誘導子
１０３  電機子
１０９  歯部
１１１  歯部列
１１３  電機子ユニット
１１５  巻装部材
１１７Ａ，１１７Ｂ  一対の永久磁石列
１１９  非巻装極柱
１２１Ａ，１２１Ｂ  一対の非巻装磁極面形成部
１２３Ａ，１２３Ｂ  一対の巻装磁極面形成部
１３７  永久磁石
１３９  巻装極柱
１４１Ａ〜１４１Ｆ  電機子巻線
１４３  非巻装磁極部
１４５  巻装磁極部
１４９Ａ  第１の冷却管
１４９Ｂ  第２の冷却管
【図１】
2006311687.tif 000003
【図２】
2006311687.tif 000004
【図３】
2006311687.tif 000005
【図４】
2006311687.tif 000006
【図５】
2006311687.tif 000007
【図６】
2006311687.tif 000008
【図７】
2006311687.tif 000009
【図８】
2006311687.tif 000010
【図９】
2006311687.tif 000011
【図１０】
2006311687.tif 000012
【図１１】
2006311687.tif 000013
【図１２】
2006311687.tif 000014
【図１３】
2006311687.tif 000015
【図１４】
2006311687.tif 000016